وستا سازه پلاس مقالات مرتبط با فلزات
برنز و برنج دو آلیاژ فلزی هستند که از دیرباز در ساخت ادوات مختلف مورد استفاده قرار گرفتهاند. هر دو آلیاژ از ترکیب مس با فلزات دیگر به دست میآیند، اما تفاوتهایی در ترکیب و خواص آنها وجود دارد که منجر به کاربردهای متفاوتی میشود. در این مقاله به بررسی این دو آلیاژ، تفاوتهای آنها و کاربردهایشان میپردازیم.
برنز چیست؟
برنز آلیاژی از مس است که عمدتاً با قلع ترکیب میشود. سهم قلع در برنز میتواند تا 40 درصد وزن آن را تشکیل دهد. علاوه بر قلع، عناصر دیگری مانند سرب، روی، فسفر و آلومینیوم نیز میتوانند به منظور ارتقای خواص برنز به آن افزوده شوند. این آلیاژ کهن به واسطه استحکام، مقاومت در برابر خوردگی و قابلیت چکشخواری بالا، طیف وسیعی از کاربردها را به خود اختصاص داده است.
بیشتر بخوانید: آلیاژهای آلومینیوم را بشناسید
برنج چیست؟
برنج آلیاژی از مس است که با روی ترکیب شده. بر اساس کاربرد مدنظر در محصول نهایی، درصد روی به وزن کل را مشخص میکنند. علاوه بر روی، عناصر دیگری مانند سرب، قلع، آلومینیوم و نیکل نیز به برنج اضافه میشوند تا خواص آن را تغییر دهند.
تفاوتهای برنز و برنج
ساختارهای متفاوت، منجر به ایجاد ویژگیهای متفاوت میشود. در ادامه به تفاوتهای این دو آلیاژ اشاره میکنیم.
ترکیب شیمیایی
برنز: همانطور که گفته شد، عنصر اصلی آلیاژی در برنز، قلع است. مقدار قلع در برنز میتواند بین 5 تا 40 درصد متغیر باشد. علاوه بر قلع، عناصر دیگری مانند سرب، روی، فسفر و آلومینیوم نیز میتوانند به برنز اضافه شوند. هر کدام از این عناصر خواص خاصی را به برنز میبخشند. به عنوان مثال، سرب باعث افزایش چگالی و قابلیت ماشینکاری برنز، روی باعث افزایش استحکام و سختی، فسفر باعث افزایش استحکام و انعطافپذیری آن و آلومینیوم باعث افزایش مقاومت در برابر خوردگی و هدایت حرارتی آن میشود.
برنج: عنصر اصلی آلیاژی در برنج، روی است. درصد روی در برنج، به خواص مورد نیاز در محصول نهایی بستگی دارد. البته علاوه بر روی، عناصر دیگری را مانند سرب، قلع، آلومینیوم و نیکل نیز در صورت لزوم به برنج اضافه میکنند. سرب باعث افزایش چگالی و قابلیت ماشینکاری برنج، قلع باعث افزایش مقاومت در برابر خوردگی، آلومینیوم باعث افزایش استحکام و سختی و نیکل باعث افزایش مقاومت در برابر خوردگی و استحکام آن میشود.
خواص مکانیکی
استحکام: به طور کلی، برنز از برنج سختتر و مقاومتر است. این به دلیل وجود قلع در برنز است که باعث افزایش استحکام و سختی آن میشود.
سختی: سختی برنز، به دلیل ویژگیهای ساختاری خاصاش از برنج بیشتر است.
چکشخواری: برنز و برنج هر دو قابلیت چکشخواری بالایی دارند، به این معنی که میتوان آنها را به ورقهای نازک تبدیل کرد. با این حال، برنج قابلیت چکشخواری بیشتری نسبت به برنز دارد.
مقاومت در برابر خوردگی: برنز به دلیل وجود قلع، مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارد، به خصوص در برابر آب دریا. برنج مقاومت کمتری در برابر خوردگی دارد، مخصوصاً در برابر اسیدها و مواد قلیایی.
هدایت حرارتی: هدایت حرارتی برنج نسبت به برنز بیشتر است. این ماهیت به دلیل وجود روی در آن است.
قابلیت انعطافپذیری: برنج از برنز انعطافپذیرتر است.
کاربردها
برنز: به دلیل استحکام و مقاومت در برابر خوردگی بالا، از برنز در موارد زیر استفاده میشود:
- مجسمهسازی
- ساخت ابزار و یراقآلات
- صنعت دریایی و هوافضا
- یاتاقانها
- شیرآلات پروانه ای
- زنگها
برنج: به دلیل رنگ زیبا، قابلیت شکلپذیری و هدایت حرارتی بالا، از برنج در موارد زیر کاربرد دارد:
- ظروف آشپزی
- لولهها و اتصالات
- شیرآلات توپی
- جواهرات
- لوازم جانبی
- آلات موسیقی
تاریخچه
برنز: برنز یکی از قدیمیترین آلیاژهای فلزی شناخته شده است. شواهد باستانشناسی نشان میدهد که برنز از حدود 4000 سال قبل از میلاد در خاورمیانه و آسیای شرقی مورد استفاده قرار میگرفته. در دوران باستان، از برنز برای ساخت ابزار، سلاح، ادوات جنگی، مجسمهها و زیورآلات استفاده میشد. برنز نقش مهمی در تمدنهای باستانی مانند مصر، یونان و روم داشت.
برنج: برنج نیز از قدمت زیادی برخوردار است. شواهد نشان میدهد که برنج حدود 3500 سال قبل از میلاد در هند و خاورمیانه مورد استفاده قرار میگرفت. در دوران باستان، برنج برای ساخت ظروف، ابزار، سلاح و زیورآلات به کار میرفت. برنج در تجارت بین تمدنهای مختلف نیز نقش مهمی داشت.
روشهای تولید برنز و برنج
در بخشهای قبلی به معرفی برنز و برنج، تفاوتها و کاربردهایشان پرداختیم. در این بخش قصد داریم به طور عمیقتر به روشهای تولید این دو آلیاژ بپردازیم.
تولید برنز
روشهای مختلفی برای تولید برنز وجود دارد که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. متداولترین روشهای تولید برنز عبارتند از:
ریختهگری: این روش رایجترین روش تولید برنز است. در این روش، مراحل زیر انجام میشود:
- ذوب فلزات: مس و قلع (و سایر عناصر آلیاژی) در کوره ذوب شده و به دمای ذوب خود میرسند.
- قالبگیری: مذاب داغ به داخل قالبهای از پیش آماده شده ریخته میشود.
- انجماد: مواد مذاب در داخل قالب سرد شده و به شکل نهایی خود در میآید.
- پس از انجماد: قطعه برنزی از قالب خارج میشود و مراحل نهایی مانند تمیزکاری و صیقلکاری بر روی آن انجام میشود.
- فورجینگ: در این روش، برنز گرم شده و با چکش یا پرس به شکل دلخواه در میآید. فورجینگ معمولاً برای تولید قطعات کوچک و ظریف برنزی استفاده میشود.
- اکستروژن: در این روش، برنز از طریق یک قالب تحت فشار قرار گرفته و ظاهر مد نظر را به خود میگیرد. اکستروژن را معمولاً برای تولید قطعات طویل و باریک برنزی استفاده میکنند. برای مثال میلگرد فسفر برنجی از این طریق تولید میشود.
تولید برنج
روشهای تولید برنج نیز مشابه با روشهای تولید برنز است. متداولترین روشهای تولید برنج عبارتند از:
ریختهگری: این روش رایجترین روش تولید برنج است و مراحل آن مشابه با مراحل ریختهگری برنز است.
اکستروژن: در این روش، برنج از طریق یک قالب تحت فشار قرار گرفته و به شکل دلخواه در میآید. اکستروژن معمولاً برای تولید لولهها، میلهها و پروفیلهای برنجی استفاده میشود. میلگرد برنجی از این محصولات است.
نورد: در این روش، برنج را از بین غلطکها عبور داده و به ورقهای نازک تبدیل میکنند. نورد معمولاً برای تولید ورقهای برنجی برای مصارف مختلف مانند ساخت ظروف و لوازم جانبی کاربرد دارد.
عوامل مؤثر بر کیفیت برنز و برنج
کیفیت برنز و برنج به عوامل مختلفی از جمله خلوص مواد اولیه، روش تولید، و عملیات حرارتی نهایی بستگی دارد. استفاده از مواد اولیه با کیفیت بالا، استفاده از روشهای تولید مناسب و انجام عملیات حرارتی صحیح، منجر به تولید برنز و برنجی با کیفیت بالا میشود.
نکات ایمنی
کار با فلزات مذاب و ابزارهای فلزکاری میتواند خطرناک باشد. هنگام کار با برنز و برنج باید از لباس و تجهیزات ایمنی مناسب استفاده و نکات ایمنی را به دقت رعایت کرد.
جمعبندی
برنز و برنج، دو آلیاژ فلزی کهن با خواص و کاربردهای منحصر به فرد، از دیرباز در تمدنهای مختلف مورد استفاده قرار گرفتهاند. در این مقاله به بررسی این دو آلیاژ، تفاوتها، تاریخچه و روشهای تولیدشان پرداختیم.
برنز با ترکیب مس و قلع، و برنج با ترکیب مس و روی، هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. برنز به دلیل استحکام و مقاومت در برابر خوردگی بالا، در مجسمهسازی، ابزار و یراقآلات، و صنعت دریایی کاربرد دارد. برنج به دلیل رنگ زیبا، قابلیت شکلپذیری و هدایت حرارتی بالا، در ظروف آشپزی، لولهها، شیرآلات، جواهرات و اشیاء تزیینی استفاده میشود.
روشهای مختلفی برای تولید برنز و برنج وجود دارد؛ از جمله ریختهگری، فورجینگ، اکستروژن و نورد. کیفیت این آلیاژها به خلوص مواد اولیه، روش تولید و عملیات حرارتی نهایی بستگی دارد.
در نهایت، برنز و برنج، دو آلیاژ ارزشمند با کاربردهای گسترده هستند که نقش مهمی در تاریخ بشر ایفا کردهاند. درک خواص و تفاوتهای این دو، کلید انتخاب آلیاژ مناسب برای هر کاربرد خاص است.
مشاوره رایگان خرید مقاطع برنزی
شرکت وستاسازه یکی از فروشندگان انواع فلزات و تجهیزات مرتبط با آن در سطح کشور است. برای ارتباط با مشاورین ما و همچنین استعلام قیمت و خرید، میتوانید با شمارههای زیر تماس بگیرید:
021-28426262
09391111886
